СИМБИОТИЧЕСКАЯ ФИКСАЦИЯ АЗОТА СОЕЙ: МЕХАНИЗМЫ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНОКУЛЯЦИИ И РОЛЬ В УСТОЙЧИВОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ

Соя (Glycine max L.) – одна из важнейших бобовых культур, обеспечивающая высокобелковое питание и сырье для масложировой промышленности, однако она требует от 60 до 80 кг азота (N) на 1 т семян, основной источник – биологическая фиксация N₂ в симбиозе с ризобиями [1; 2]. Урожайность падает без использования эффективных инокулянтов штаммов Bradyrhizobium на почвах [3, 4]. 

Как отметили авторы Legume Hub в обзоре механизмов БФА у бобовых, процесс начинается с химического сигнала между растением и бактериями [1]. Васильчиков А.Г. и Акулов А.С. в полевых опытах в России считали, что усиление САЗ через инокуляцию повышает продуктивность сои [4].

Авторы Legume Hub подробно описали механизмы симбиотической фиксации азота у сои. Начинается он выделением корнями флавоноидов, которые активируют бактерии Bradyrhizobium. В ответ, бактерии секретируют Nod-факторы, которые вызывают образование инфекционной нити и корневых клубеньков. Внутри клубеньков бактерии превращаются в бактероиды, содержащие нитрогеназу (ферментный комплекс, восстанавливающий N₂ до NH₃, требует 16 молекул АТФ на молекулу N₂), а леггемоглобин защищает фермент от O₂, окрашивая клубеньки в розовый [1]. Затраты энергии растения составляют 4-16% фотосинтата. Средний %Ndfa – 53-68 %, в оптимальных условиях – до 80% [2].

Thilakarathna M.S. и соавт. в полевых опытах 2016–2017 гг. в провинции Онтарио (Канада) на сортах сои за 100 лет селекции измеряли %Ndfa методом δ¹⁵N и установили, что фиксация начинается на вегетации, достигает пика в фазы R1-R3 (цветение – начало бобообразования), а затем снижается при наливе семян, когда 50-60% N в семенах ремобилизуется из вегетативных органов [2].

Как показано в исследовании 2025 г., клубеньковые бактерии Bradyrhizobium japonicum играют ключевую роль в азотном питании сои, но в европейских и российских почвах естественная популяция часто отсутствует или недостаточно активна, однако в почвах без естественных эффективных штаммов, инокуляция обязательна [1; 3; 5].

Авторы Bionagroup в практических рекомендациях по препаратам считали, что инокуляция обеспечивает 50-80 кг N/га в фазу R1-R3 и прибавку урожая 10-30%, повышая белок и масло; они подчеркивали факторы успеха: штаммы B. japonicum/elkanii, pH>6,0, влажность, совместимость с протравителями [3].

Васильчиков А.Г. и Акулов А.С. в экспериментах по усиленной САЗ (обработка семян инокулянтами типа Нитрофикс) измеряли густоту стояния, сохранность растений и урожайность, и установили прибавку урожая до 15%, сбор белка до 17,5% [4]. 

Thilakarathna M.S. и соавт. в тех же опытах 2016–2017 гг. сравнивали исторические и современные сорта и считали, что даже без искусственной инокуляции современные сорта фиксируют 53-68% Ndfa, но инокуляция усиливает эффект [2].

Авторы Legume Hub считали, что фиксация снижает нужду в минеральных удобрениях (эквивалент 180-250 кг/га), обогащает почву (N-кредит 20–60 кг/га), уменьшает N₂O-выбросы и загрязнение [1]. Bionagroup и Васильчиков А.Г. с Акуловым А.С. отмечали практическую роль в России: инокуляция способствует биологизации севооборотов и импортозамещению [3; 4].

Таким образом, управление симбиотическим потенциалом сои через научно обоснованный подбор инокулянтов является важнейшим резервом повышения урожайности и устойчивости агроэкосистем.